[發(fā)明專利]光控自動增益控制電路及控制電壓的算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110419254.3
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102594458A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 王振洪;馬曉東;陳小星;李俊;吳志堅;曹彬
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇億通高科技股份有限公司
• 主分類號: H04B10/17
• 分類號: H04B10/17
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光控自動增益控制電路，屬于有線電視網(wǎng)絡技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及上述控制電路控制電壓的算法。

背景技術(shù)

隨著廣電雙向化網(wǎng)絡改造的深入推進、三網(wǎng)融合的快速發(fā)展、光纖的進一步前移，目前國內(nèi)有很多城市已經(jīng)逐步實現(xiàn)FTTB(光纖到樓棟)，甚至已經(jīng)有城市在做FTTH(光纖到戶)的小區(qū)試點。這樣在整個光網(wǎng)絡中，每個光節(jié)點的距離就會很難做到一致，不同光節(jié)點的接收光功率會在一定范圍內(nèi)變化，光接收機的輸出電平也會隨著光功率而變化，會影響后級鏈路和終端用戶的使用。傳統(tǒng)的HFC網(wǎng)絡設備一般是沒有AGC電路的，通過更換不同的衰減插片來實現(xiàn)不同光功率輸入情況下的輸出信號電平控制，但隨著光節(jié)點的前移，在網(wǎng)絡中的光接收機的量在不斷增多，實際操作比較麻煩。所以需要在光接收機里加一個自動增益控制(AGC)電路，以實現(xiàn)在不同光功率接收的情況下能夠輸出相對恒定的信號電平。

目前，很多設備生產(chǎn)商已經(jīng)在光接收機內(nèi)添加了AGC電路，AGC電路的實現(xiàn)方式主要有以下兩種。

第一種是基于射頻檢波的閉環(huán)控制AGC電路，如圖1所示，在射頻回路輸出端通過射頻分支器將射頻信號取出，經(jīng)射頻檢波電路后轉(zhuǎn)換為電壓值，AD轉(zhuǎn)換后送入MCU控制算法模塊，由MCU判斷當前射頻電平值與設定基準值的差異，并通過算法得出衰減量的數(shù)據(jù)，再經(jīng)DA轉(zhuǎn)換成電壓值后控制可控衰減模塊，從而實現(xiàn)對射頻的自動增益控制。

第二種是基于光功率檢測的開環(huán)控制AGC電路，如圖2所示，在光電檢測管端取出與接收光功率成線性關(guān)系的電壓值，AD轉(zhuǎn)換后送入MCU控制算法模塊，由MCU判斷當前接收光功率值與設定基準值的差異，并通過算法得出衰減量的數(shù)據(jù)，再經(jīng)DA轉(zhuǎn)換成電壓值后控制可控衰減模塊，從而實現(xiàn)對射頻的自動增益控制。

上述兩種AGC控制電路中，核心部分都是MC?U控制算法模塊和AD/DA轉(zhuǎn)換器，一般通過單片機及其外圍電路實現(xiàn)，AGC控制精度比較高。但是，由于單片機都需要晶振作為時鐘源，一般在幾MHZ到幾十MHZ，而且AD/DA轉(zhuǎn)換器與單片機間也以TTL方波通訊，通訊波的高頻諧振頻譜也比較寬，這些都會對射頻回路產(chǎn)生干擾，在密封的光接收機空間內(nèi)很難消除。而且，由于光節(jié)點的前移到樓棟(FTTB)，很多光節(jié)點都是直接帶終端用戶，光接收機的需求大量增多，使得各有線臺對光接收機的成本控制比較嚴格。單片機及其外圍電路、AD/DA轉(zhuǎn)換器等價格比較貴，會使得光接收機成本上升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光控自動增益控制電路，該電路硬件實現(xiàn)成本低，而且穩(wěn)定可靠，不會對射頻回路產(chǎn)生干擾。本發(fā)明還提供上述控制電路控制電壓的算法。

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的光控自動增益控制電路包括：

光電檢測電路，對光接收機的輸入光功率進行檢測，輸出相應電壓值V1；

運算放大電路，對光電檢測電壓值V1進行一定比例放大，輸出電壓值作為后級運算放大器的輸入電壓值V11；

一組運算放大電路，分別對前級電壓值V11進行一定比例放大；

一組二極管D2、D3……Dn，P極連接在上述一組運算放大電路中各運算放大電路的輸出端，N極短接作為可控衰減模塊的控制電壓Vcon；

可控衰減模塊，由上述的一組運算放大電路中輸出電壓的最大值Vcon來控制模塊的衰減量。

所述可控衰減模塊內(nèi)部電路由一組或多組PIN管實現(xiàn)。

本發(fā)明光控自動增益控制電路控制電壓的算法用公式表示為：Vcon＝(a-b×m)-20×b×Log(k×V1)，式中a、b、m、k都是常量，V1為光電檢測電路的輸出電壓值。

常量k是光電管檢波電路的固定參數(shù)，不同的光電管檢波電路的k值會有不同。

常量m與光控AGC范圍有關(guān)，不同的光控AGC范圍要求對應不同的m值。

常量a、b和光控AGC范圍和實現(xiàn)光控AGC的運算放大器個數(shù)有關(guān)，不同的光控AGC范圍和曲線分段方式會對應不同的a、b值。

但是對于已定的光電管檢波電路、光控AGC范圍和光控AGC曲線分段方式來說，k、m、a、b值是常量。

本發(fā)明電路能實現(xiàn)10dB光功率變化范圍內(nèi)的射頻AGC控制，控制精度在±1dB以內(nèi)，能夠滿足光接收機的設計需求。用運算放大器實現(xiàn)AGC電路，與單片機電路相比，不僅價格低廉，而且穩(wěn)定可靠，不會對射頻回路產(chǎn)生干擾。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1為用MCU實現(xiàn)的基于射頻檢波的AGC電路示意圖；